Узел соединения обсадных труб

Авторы патента:

E21B17/08 - соединения обсадных труб

Владельцы патента RU 2425947:

Пантюхин Владимир Михайлович (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области буровой техники, и может быть использовано для соединения труб. Устройство включает пару жестко связанных с концами труб соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием, крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента. Пара элементов включает пластину, прикрепленную к концу одной трубы, втулку с внутренней резьбой, прикрепленную к концу другой трубы. Пластина содержит продольную прорезь для входа втулки, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу. Продольная прорезь выполнена с частичным перекрытием посадочного паза. Сквозное отверстие на закладном стопорящем элементе выполнено соответствующим по форме и размерам втулке. В качестве крепежной детали использован болт. Снижается металлоемкость, упрощается монтаж. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к оборудованию для крепления ствола скважины обсадными колоннами, и может быть использовано для соединения обсадных труб.

Известно соединение бурильных и обсадных труб, содержащее две кулачковые полумуфты, выполненные на концах труб, обечайку, радиальные прорези, выполненные в обечайке и в одной из труб, соединительные элементы в виде параллелепипеда с головкой и центральным отверстием (патент на изобретение №2149976 «Соединение обсадных и бурильных труб», опубликовано 27.05.2000, МПК Е21В 17/02). Недостатком данного изобретения является громоздкость конструкции, большое количество конструктивных элементов, что вызывает трудности при монтаже и увеличивает риск неисправности всей системы крепления. Также для использования данного соединения необходимы специально обработанные по краям трубы, что увеличивает стоимость системы.

Известно соединение бурильных труб, состоящее из ниппеля и муфты с кулачками на сопрягаемых поверхностях, а также фиксатор. Кулачки расположены в шахматном порядке и выполнены в форме параллелепипедов с наклонными контактными поверхностями (авторское свидетельство СССР №233572 на изобретение «Замковое соединение бурильных труб», опубл. 24.12.1968 г., МПК E21b). Недостатком известного соединения является сложность конструкции и недостаточная надежность, поскольку при больших нагрузках происходит деформация крепежных деталей, что ведет к рассоединению колонны труб.

Известен узел соединения обсадных труб, наиболее близкий к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и выбранный в качестве прототипа, содержащий пару соединительных элементов в виде двух кулачковых муфт, жестко связанных с концами труб и обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием; крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента. Закладной стопорящий элемент выполнен в виде сектора с сечением неравнобокого уголка, установлен в посадочный паз на конце одной из труб через сквозной паз в кулачковой муфте и зафиксирован крепежным элементом (авторское свидетельство СССР №636367 на изобретение «Соединение бурильных и обсадных труб», опубл. 05.12.78, МПК Е21В 17/02). Недостатком известного решения является громоздкость конструкции и сложность монтажа.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции соединения обсадных труб.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в снижении металлоемкости конструкции и упрощении монтажа обсадной трубы.

Указанный технический результат достигается тем, что узел соединения обсадных труб содержит пару жестко связанных с концами труб соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием и крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента. Пара соединительных элементов включает пластину, прикрепленную к концу одной трубы, и втулку с внутренней резьбой, прикрепленную к концу другой трубы. Пластина содержит продольную прорезь для входа втулки, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу. Продольная прорезь для входа втулки выполнена с частичным перекрытием посадочного паза, сквозное отверстие на закладном стопорящем элементе выполнено соответствующим по форме и размерам втулке, а в качестве крепежной детали использован болт.

Предпочтительно, чтобы закладной стопорящий элемент был выполнен в виде пластины.

Предпочтительно также, чтобы между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью была установлена шайба, наружный диаметр которой превышает диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе.

Предпочтительно также, чтобы посадочный паз, сквозное отверстие и продольная прорезь были выполнены с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей.

Предпочтительно также, чтобы узел соединения обсадных труб содержал, по меньшей мере, две диаметрально расположенные пары соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- выполнением пары соединительных элементов в виде пластины, прикрепленной к концу одной трубы, и втулки с внутренней резьбой, прикрепленной к концу другой трубы;

- наличием на пластине продольной прорези для входа втулки, соответствующей ей по размерам;

- наличием на пластине поперечного посадочного паза, соответствующего по форме и размерам закладному стопорящему элементу;

- выполнением продольной прорези с частичным перекрытием посадочного паза;

- выполнением сквозного отверстия на закладном стопорящем элементе, соответствующим по форме и размерам втулке;

- использованием болта в качестве крепежной детали.

В предпочтительных случаях выполнения заявляемое изобретение отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- выполнением закладного стопорящего элемента в виде пластины;

- наличием шайбы, установленной между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью;

- выполнением шайбы с наружным диаметром, превышающим диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе;

- выполнением паза, отверстия и прорези с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей;

- наличием, по меньшей мере, двух диаметрально расположенных пар соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб.

Выполнение пары соединительных элементов в виде пластины с прорезью, прикрепленной к концу одной трубы, и втулки, прикрепленной к концу другой трубы, позволяет снизить металлоемкость конструктивных элементов конструкции. Наличие на пластине поперечного посадочного паза, соответствующего по форме и размерам закладному стопорящему элементу; выполнение продольной прорези, частично перекрывающей посадочный паз; выполнение сквозного отверстия на закладном стопорящем элементе, соответствующим по форме и размерам втулке, обеспечивает надежное соединение обсадных труб в колонну и исключает их рассоединение при рабочих нагрузках. Наличие во втулке внутренней резьбы позволяет использовать стандартный болт в качестве крепежного элемента, что в свою очередь обеспечивает простоту монтажа. Наличие установленной между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью шайбы с наружным диаметром, превышающим диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе, повышает надежность фиксации стопорного элемента и надежность конструкции в целом. Выполнение пазов и отверстий с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей, упрощает монтаж и демонтаж обсадной колонны и снижает трудозатраты.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 представлен узел соединения обсадных труб, вид в сборе, с частичным вырезом.

На фиг.2 представлен узел соединения обсадных труб, вид по А-А на фиг.1

На фиг.3 представлен узел соединения обсадных труб в разобранном виде.

Узел соединения обсадных труб 1, 2 содержит пару I соединительных элементов, включающих пластину 3, прикрепленную к концу трубы 1, и втулку 4 с внутренней резьбой, прикрепленную к концу трубы 2, жестко связанных (например, посредством сварки) с концами труб 1, 2 и обеспечивающих стыковочное соединение их торцевых поверхностей. Пластина 3 содержит продольную прорезь 5 для входа втулки 4, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз 6, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу 7, при этом продольная прорезь 5 выполнена с частичным перекрытием посадочного паза 6. Закладной стопорящий элемент 7 содержит сквозное отверстие 8, соответствующее по форме и размерам втулке 4. В качестве крепежной детали, обеспечивающей фиксацию закладного стопорящего элемента 7, использован болт 9. В предпочтительном варианте закладной между закладным стопорящим элементом 7, выполненным в виде пластины, и болтом 9 установлена шайба 10, наружный диаметр которой превышает диаметр сквозного отверстия 8 на закладном стопорящем элементе 7. Продольная прорезь 5, посадочный паз 6 и сквозное отверстие 8 выполнены с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей при монтаже и демонтаже устройства. Узел соединения обсадных труб может содержать, по меньшей мере, две диаметрально расположенные пары I, II соединительных элементов.

Устройство работает следующим образом.

Первая из труб обсадной колонны опускается в скважину так, чтобы имелся свободный доступ к втулке 4. Сверху пристыковывается конец следующей обсадной трубы, при этом втулка 4 нижней трубы 2 должна войти в продольную прорезь 5 на платине 3, прикрепленной к концу верхней трубы. Для надежного закрепления конструкции и предотвращения рассоединения труб в поперечный посадочный паз 6 на пластине 3 вставляется закладной стопорящий элемент 7, при этом втулка 4 проходит сквозь отверстие 8. Затем стопорящий элемент фиксируется болтом 9, вворачиваемым во втулку 4, внутренняя резьба которой соответствует резьбе болта 9. Для надежной фиксации между болтом 9 и стопорящим элементом 7 установлена шайба 10 с наружным диаметром, превышающим диаметр сквозного отверстия 8 на закладном стопорящем элементе 7.

1. Узел соединения обсадных труб, содержащий пару жестко связанных с концами труб соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб, установленный в посадочный паз закладной стопорящий элемент со сквозным отверстием, крепежную деталь, обеспечивающую фиксацию закладного стопорящего элемента, отличающийся тем, что пара соединительных элементов включает пластину, прикрепленную к концу одной трубы, и втулку с внутренней резьбой, прикрепленную к концу другой трубы, пластина содержит продольную прорезь для входа втулки, соответствующую ей по размерам, и поперечный посадочный паз, соответствующий по форме и размерам закладному стопорящему элементу, при этом продольная прорезь выполнена с частичным перекрытием посадочного паза, сквозное отверстие на закладном стопорящем элементе выполнено соответствующим по форме и размерам втулке, а в качестве крепежной детали использован болт.

2. Узел соединения обсадных труб по п.1, отличающийся тем, что закладной стопорящий элемент выполнен в виде пластины.

3. Узел соединения обсадных труб по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит шайбу, установленную между закладным стопорящим элементом и крепежной деталью, при этом наружный диаметр шайбы превышает диаметр отверстия на закладном стопорящем элементе.

4. Узел соединения обсадных труб по п.1, отличающийся тем, что паз, отверстие и прорезь выполнены с зазорами, обеспечивающими свободное размещение и перемещение деталей.

5. Узел соединения обсадных труб по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, две диаметрально расположенных пары соединительных элементов, обеспечивающих стыковочное соединение торцевых поверхностей труб.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к колоннам обсадных труб, используемым при ударно-забивном бурении скважин на акваториях. .

Разъединитель "ронс" // 2370624

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для разъединения резьбовых соединений бурильных, обсадных и других труб при креплении скважин секциями обсадных колонн.

Герметичное резьбовое соединение труб // 2355926

Изобретение относится к резьбовым соединениям труб. .

Способ радиального растяжения соединителя для труб // 2305169

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в бурении скважин для расширения колонны труб, например обсадных. .

Соединение обсадных колонн, насосно-компрессорных труб в нефтяных и газовых скважинах // 2269640

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано для соединения обсадных колонн или насосно-компрессорных труб в нефтяных и газовых скважинах.

Способ реанимации аварийных скважин с заменой негерметичной верхней части обсадной колонны и соединительное устройство труб для его осуществления // 2249091

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для восстановления и возвращения в эксплуатацию аварийных скважин, выведенных из эксплуатации по причине негерметичности у них верхней части обсадной колонны, чаще всего - по высоте кондуктора, где нет заколонного цементного камня.

Устройство, расширяемый трубчатый компонент (варианты) и способ их использования в буровой скважине (варианты) // 2225497

Изобретение относится к оборудованию, которое может быть использовано при бурении и завершении буровой скважины в подземной формации и при добыче текучих сред из таких скважин.

Способ герметизации конических резьбовых соединений труб // 2163654

Изобретение относится к соединению конструктивных элементов и может быть использовано при подготовке к эксплуатации и ремонте труб и другого нефтепромыслового оборудования с коническими резьбовыми соединениями.

Способ герметизации конических резьбовых соединений нефтепромыслового оборудования и устройство для нанесения герметизирующего покрытия (варианты) // 2162928

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к соединению конструктивных элементов, и может быть использовано при подготовке к эксплуатации и ремонту труб и другого нефтепромыслового оборудования с коническими резьбовыми соединениями.

Соединение обсадных труб // 2161687

Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, в частности нефтегазопромысловому оборудованию. .

Алюминиевая компоновка райзера // 2457313

Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб (варианты) // 2504710

Группа изобретений относится к резьбовым соединениям труб. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16, углом наклона опорной грани профиля витка 2-4° к нормали осевой линии резьбы и углом наклона закладной грани профиля витка 9-11° к нормали осевой линии резьбы. Соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм. Описан вариант выполнения соединения. Изобретение обеспечивает герметичность соединения при воздействии значительных разнонаправленных нагрузок и износостойкость соединения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ герметизации обсадных труб прокладкой с памятью // 2517344

Изобретение относится к способам герметизации резьбовых соединений обсадных труб, применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Способ герметизации обсадных труб с прокладкой с памятью включает использование упругих и упругопластических деформаций элементов резьбовых соединений. В качестве упругопластического герметизирующего элемента используется кольцевая прокладка из сплава с памятью, например нитинола. Прокладка помещается между торцами соединяемых обсадных труб. Предварительно прокладка охлаждается в криостате до низкой температуры, например жидкого азота, и деформируется в нем, меняя свою форму и уменьшая размеры по высоте. После этого она быстро устанавливается на предназначенное ей место внутри муфты между торцами соединяемых труб. Изобретение обеспечивает достаточную герметичность резьбовых соединений обсадных труб при любых нагрузках и в течение всего срока эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Герметичное резьбовое соединение обсадных труб // 2543398

Изобретение относится к резьбовым соединениям обсадных труб. Техническим результатом является газогерметичность соединения при действии разнонаправленных нагрузок, улучшение характеристик свинчиваемости соединения и увеличении его износостойкости. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых выполнены упорные трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16. Углы наклона закладной и опорной граней профиля витка к нормали осевой линии резьбы 10-30° и 0-10° соответственно. Внешний герметизирующий узел образован радиальными уплотнительными поверхностями, выполненными под углом 7-12° к осевой линии резьбы, и упорными торцевыми поверхностями, выполненными под углом 5-17° к нормали осевой линии резьбы. Внутренний герметизирующий узел образован радиальными уплотнительными поверхностями, выполненными под углом 1,5-4,0° к осевой линии резьбы. На длине, равной 20-40% от общей длины резьбы, выполненной на охватываемом элементе, начиная от захода резьбы, осуществлено протачивание резьбы с уменьшением ее высоты до 50% от полной высоты профиля резьбы. На сходе резьбы охватывающего элемента выполнена окружная канавка, переход от поверхности которой к радиальной уплотнительной поверхности выполнен сферическим. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ сохранения герметичности резьбового соединения обсадной колонны // 2548257

Изобретение относится к способам герметизации обсадных колонн в нефтяной и газовой промышленности. Техническим результатом является сохранение герметичности обсадных колонн в течение всего срока службы. Сущность изобретения заключается в том, что по свинченному резьбовому соединению муфты (2) и обсадной трубы (1) пропускается импульсный электрический ток (6) такой силы и продолжительности, как при точечной сварке, при которых в местах касания по выступам шероховатых поверхностей муфты (8) и трубы (7) образуются сварочные соединительные точки (9), обеспечивающие неподвижность элементов соединения в течение всего срока эксплуатации. 4 ил.

Гальванически изолированное выходное звено для скважинного ответвления // 2564290

Группа изобретений относится к скважинным системам для выполнения окна в обсадной колонне, установленной в стволе скважины, и к указанной обсадной колонне. Технический результат заключается в увеличении срока службы обсадной колонны. Скважинная система для выполнения окна в обсадной колонне, установленной в стволе скважины, содержит первое и второе стальные звенья обсадной колонны; алюминиевое выходное звено, установленное между первым и вторым стальными звеньями обсадной колонны. Алюминиевое выходное звено имеет первое соединение компонентов с первым стальным звеном обсадной колонны и второе соединение компонентов со вторым стальным звеном обсадной колонны, причем алюминиевое выходное звено функционально выполнено с возможностью выполнения окна в нем. Скважинная система дополнительно содержит первую втулку, установленную в первом соединении компонентов, образующую гальваническую изоляцию между алюминиевым выходным звеном и первым стальным звеном обсадной колонны, и вторую втулку, установленную во втором соединении компонентов, образующую гальваническую изоляцию между алюминиевым выходным звеном и вторым стальным звеном обсадной колонны. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил.

Способ строительства и ремонта скважины // 2633914

Изобретение относится к области строительства и ремонта нефтегазобывающих скважин и, в частности, к области восстановления герметичности эксплуатационной колонны скважины. Технический результат - повышение эффективности способа за счет обеспечения возможности извлечения и замены труб эксплуатационной колонны в случае потери ими герметичности. По способу осуществляют бурение ствола скважины. Спускают и цементируют обсадную эксплуатационную колонну. Цементирование производят только в нижней части, где залегают продуктивные пласты. Герметизируют и фиксируют резьбы муфтовых соединений термопластичным составом. В качестве термопластичного состава применяют клей. Затяжку резьб производят минимально допустимым крутящим моментом. При потере герметичности обсадной колонны производят отворот по муфте, расположенной ниже интервала негерметичности, предварительно нагрев ее до температуры, достаточной для размягчения клея, нагревателем. Крутящий момент для отворота труб обсадной колонны прикладывают на поверхности. 2 з.п. ф-лы.

Резьбовое соединение обсадных труб // 2639343

Изобретение относится к области нефте- и газодобычи, к муфтовым резьбовым соединениям обсадных труб, и может быть использовано для соединения элементов колонн обсадных труб. Технический результат - выдерживание соединением стопроцентной нагрузки на сжатие и растяжение, газогерметичность при указанных нагрузках, стойкость к высокому крутящему моменту и улучшение характеристик свинчиваемости. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16 и контактирующие между собой радиальные уплотнительные и упорные торцевые поверхности, выполненные под углом 9-11° к нормали осевой линии резьбы. Угол наклона закладной грани профиля витка резьб составляет 14-16° к нормали осевой линии резьбы, угол наклона опорной грани составляет от -4 до -6°, вершины и впадины профиля витка резьб параллельны осевой линии резьбы. Радиальные уплотнительные поверхности на охватываемом и охватывающем элементах выполнены в виде вогнутой и выпуклой сферических поверхностей, соответственно. Радиус сферы уплотнительной поверхности охватываемого элемента больше, чем радиус сферы уплотнительной поверхности охватывающего элемента. Радиальные уплотнительные поверхности и упорные торцевые поверхности на охватываемом и охватывающем элементах разделены участком цилиндрических поверхностей, переход от которых к упорным торцевым поверхностям на охватываемом и охватывающем элементах выполнен в виде поверхности, состоящей из двух сферических поверхностей различных радиусов. 4 ил., 1 табл.